本文關(guān)鍵詞：豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙的無(wú)量綱模型研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合通風(fēng) 火災(zāi)排煙 無(wú)量綱模型 數(shù)值模擬 小尺寸實(shí)驗(yàn)

【摘要】：在現(xiàn)代社會(huì)中,建筑的大型化使豎向結(jié)構(gòu)較為常見,例如,中庭、樓梯以及煙囪等,這些結(jié)構(gòu)會(huì)驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)以及煙氣蔓延。豎向結(jié)構(gòu)通過(guò)熱壓的積累可以提高建筑自身的通風(fēng)能力,進(jìn)而改善建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量,同時(shí)豎向結(jié)構(gòu)的內(nèi)部熱壓也提高了建筑火災(zāi)時(shí)的排煙能力。所以,豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑通風(fēng)與火災(zāi)排煙憑借其節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)簡(jiǎn)單并具有一定兼容性的優(yōu)點(diǎn)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)豎向結(jié)構(gòu)用于建筑通風(fēng)做了大量研究,但大多是關(guān)于利用豎井純熱壓通風(fēng)模式或者是僅針對(duì)單層建筑的豎井熱壓通風(fēng)模式。而在豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑通風(fēng)方面的研究較少,尤其是在多層建筑中,當(dāng)豎井高度有限時(shí),若所有樓層純粹利用熱壓通風(fēng),上部樓層可能會(huì)出現(xiàn)被下部樓層污風(fēng)回灌的現(xiàn)象,針對(duì)此現(xiàn)象的理論分析方法還不完善。除此之外,當(dāng)高大建筑中發(fā)生火災(zāi)時(shí),室內(nèi)外溫差較大,豎向結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以形成煙囪效應(yīng)。所以若將豎向結(jié)構(gòu)用于建筑通風(fēng)模式兼顧火災(zāi)排煙模式可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)與豎井積累熱壓構(gòu)成的復(fù)合動(dòng)力排煙,提高建筑自身的排煙能力并減小風(fēng)機(jī)所需靜壓力,而且不需要額外的動(dòng)力設(shè)備,可以利用通風(fēng)風(fēng)機(jī)替代排煙風(fēng)機(jī)。所以復(fù)合動(dòng)力排煙相比于傳統(tǒng)機(jī)械排煙模式更經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、易操作。因此,本文基于能量守恒、質(zhì)量守恒基本原理,對(duì)豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)以及火災(zāi)排煙無(wú)量綱模型進(jìn)行了深入研究。首先對(duì)多層建筑利用豎向結(jié)構(gòu)復(fù)合通風(fēng)無(wú)量綱模型進(jìn)行理論分析,提出無(wú)量綱參數(shù)—需求通風(fēng)性能指標(biāo) λ_0,然后基于通風(fēng)基本理論,得到各層房間的開口大小、中性層高度、自然通風(fēng)層數(shù)三個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù)。同理,提出豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合排煙無(wú)量綱模型的排煙性能指標(biāo) λ_0,并分析得到復(fù)合動(dòng)力排煙模式下的理論設(shè)計(jì)參數(shù)。其次,基于需求通風(fēng)性能指標(biāo) λ_0,分析得出本文所提復(fù)合通風(fēng)模式、其他兩種低能耗通風(fēng)模式(置換通風(fēng)和利用豎井純熱壓通風(fēng))以及機(jī)械通風(fēng)模式的適用范圍,為目標(biāo)建筑選擇合理的通風(fēng)模式提供了依據(jù)。在火災(zāi)工況下,同樣基于建筑排煙性能指標(biāo) λ_0,提出室內(nèi)高差形成的熱壓排煙、利用豎井純熱壓排煙、復(fù)合動(dòng)力排煙以及純機(jī)械排煙模式的適用范圍。分析得到的各通風(fēng)模式與排煙模式適用范圍,為多層建筑綜合選定最優(yōu)的建筑通風(fēng)與排煙模式奠定了理論基礎(chǔ)。最后,通過(guò)對(duì)全機(jī)械通風(fēng)與復(fù)合通風(fēng)的能耗比(COP)分析,將本文提出的通風(fēng)方案的能耗節(jié)省率進(jìn)行量化,從而找到建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。在火災(zāi)工況下,對(duì)豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合動(dòng)力排煙模式與傳統(tǒng)機(jī)械排煙模式的所需風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)力排煙模式提高了建筑自身排煙能力,減小了風(fēng)機(jī)所需靜壓力,從而可能節(jié)省排煙風(fēng)機(jī)的初投資。本文中采用CFD軟件,以及三種不同的湍流模型,模擬驗(yàn)證目標(biāo)建筑計(jì)算域內(nèi)的流場(chǎng)分布,并將豎井中垂線溫度分布、房間出風(fēng)口質(zhì)量流量、豎井中垂線壓力分布的模擬監(jiān)測(cè)結(jié)果與理論模型分析值進(jìn)行對(duì)比,得出本文所提復(fù)合通風(fēng)模式具有較高的準(zhǔn)確性與可靠性。最后在相似理論分析基礎(chǔ)上,利用小尺寸的鹽水實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文所提出的復(fù)合通風(fēng)與排煙工況下的流場(chǎng)分布,從而進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析的正確性以及本文所提模型的合理性。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合通風(fēng) 火災(zāi)排煙 無(wú)量綱模型 數(shù)值模擬 小尺寸實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU834;TU892
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-15
• 1.1.1 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙的系統(tǒng)概述10-14
• 1.1.2 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙模型的優(yōu)化潛力14-15
• 1.1.3 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙模型的可行性15
• 1.2 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙模型研究現(xiàn)狀及問(wèn)題15-18
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.3 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑通風(fēng)與火災(zāi)排煙現(xiàn)有研究方法及存在的問(wèn)題18
• 1.3 本課題研究?jī)?nèi)容和方法18-21
• 2 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙的無(wú)量綱設(shè)計(jì)方法21-35
• 2.1 通風(fēng)性能指標(biāo)（RVPI）的提出與分析21-24
• 2.1.1 建筑通風(fēng)工況RVPI分析21-23
• 2.1.2 建筑火災(zāi)工況RVPI＇分析23-24
• 2.2 基于RVPI的定量設(shè)計(jì)方法24-27
• 2.2.1 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)模型建立24-26
• 2.2.2 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑火災(zāi)排煙模型建立26-27
• 2.3 基于RVPI的豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙的適用性分析27-34
• 2.3.1 通風(fēng)工況下基于RVPI的適用范圍分析27-29
• 2.3.2 風(fēng)壓對(duì)豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)模式的影響29-31
• 2.3.3 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)模型對(duì)室外氣溫變化的適應(yīng)性分析31
• 2.3.4 火災(zāi)工況下基于RVPI＇的適用范圍分析31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 3 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙設(shè)計(jì)優(yōu)化分析35-41
• 3.1 建筑復(fù)合通風(fēng)工況的COP表達(dá)式35-36
• 3.2 豎井頂部出口無(wú)量綱面積參數(shù)的優(yōu)化分析36-37
• 3.3 最高自然通風(fēng)層窗口無(wú)量綱面積參數(shù)的優(yōu)化分析37
• 3.4 豎井超出建筑無(wú)量綱高度參數(shù)的優(yōu)化分析37
• 3.5 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑火災(zāi)排煙模型優(yōu)化分析37-39
• 3.6 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程39-40
• 3.7 本章小結(jié)40-41
• 4 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)的數(shù)值模擬分析41-49
• 4.1 數(shù)值模擬的參數(shù)設(shè)計(jì)以及建模41-46
• 4.1.1 數(shù)值模擬模型參數(shù)設(shè)計(jì)41
• 4.1.2 數(shù)值模擬建模41-46
• 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析46-47
• 4.2.1 數(shù)值模擬溫度分布分析46
• 4.2.2 數(shù)值模擬豎向結(jié)構(gòu)中垂線壓力分布分析46-47
• 4.2.3 數(shù)值模擬模型窗口通風(fēng)流量分析47
• 4.3 本章小結(jié)47-49
• 5 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與排煙的鹽水實(shí)驗(yàn)相似理論49-57
• 5.1 相似理論概述49
• 5.2 鹽水實(shí)驗(yàn)比例尺確定49-56
• 5.2.1 復(fù)合通風(fēng)工況鹽水實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.2 豎向結(jié)構(gòu)被動(dòng)通風(fēng)工況鹽水實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.3 火災(zāi)工況鹽水實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)54-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 6 豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與排煙鹽水模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果57-67
• 6.1 模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)57-60
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)建立57-58
• 6.1.2 測(cè)試內(nèi)容及儀器選擇58-60
• 6.2 實(shí)驗(yàn)操作與結(jié)果60-66
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間與操作方案60-62
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析62-66
• 6.3 本章小結(jié)66-67
• 7 結(jié)論與展望67-69
• 7.1 本文研究成果67-68
• 7.2 后續(xù)工作展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 附錄75
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄75

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李萍;豎向結(jié)構(gòu)用于多層建筑復(fù)合通風(fēng)與火災(zāi)排煙的無(wú)量綱模型研究[D];重慶大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：586541